¿Puede una nave espacial acelerar a 1g1g1g para siempre?

Está describiendo un movimiento de aceleración adecuado constante y, sí, en principio es absolutamente posible (aunque puede haber problemas prácticos, pero no están relacionados con los principios de su pregunta).

Siempre puede acelerar a cualquier velocidad en relación con su marco de movimiento instantáneo instantáneo. Ningún límite físico te estorba de ninguna manera. Según el principio de Galileo, esto debe ser cierto: su situación física, su capacidad para acelerar, etc., no pueden cambiar cualquiera que sea su velocidad relativa con respecto a cualquier otro observador (incluidos los que se mueven con su movimiento en cualquier momento anterior).

Imagina lo siguiente. Comienzas en un marco inercial, digamos marco$A_0$. Impulsas a una velocidad$v$en relación con ese marco durante un tiempo (según lo medido por usted) a un nuevo estado de inercia$A_1$. Ahora vuelve a hacer exactamente lo mismo, con la misma física, para impulsar al estado$A_2$: su situación es exactamente la misma, y ​​la relación entre marcos$A_2$y$A_1$debe ser exactamente el mismo que entre$A_1$y$A_0$, por el postulado de la relatividad de Galileo. Sigue haciendo el mismo salto. Por el principio de Galileo, la relación entre tramas$A_n$y$A_{n-1}$debe ser exactamente eso entre$A_1$y$A_0$, incluida la aceleración que sientes al dar el impulso.

Si lo desea, puede que haya estaciones de combustible de movimiento intergaláctico en todas partes (por COMOCO Oil TM) para que, en cualquier estado, pueda tomar el combustible necesario para el impulso desde el marco.$A_{n-1}$enmarcar$A_n$, para que tu situación (masa en reposo, etc.) sea exactamente la misma para cada salto.

El límite de velocidad de señalización universal$c$funciona de la siguiente manera. La dilatación del tiempo en cada fotograma.$A_n$en relación con el marco$A_0$aumenta con$n$, para que, de$A_0$Desde el punto de vista de, cada salto sucesivo agrega menos velocidad para que su velocidad, en relación con su marco inicial$A_0$, asíntotas de$c$. Este es el mecanismo que impide mayor que$c$ movimiento relativo entre observadores: desde su punto de vista, nunca hay barrera para su aceleración indefinida.

Hablé de problemas prácticos. Es casi seguro que eventualmente te vaporizarás si tratas de moverte con velocidades de una fracción apreciable de$c$en relación con la materia intergaláctica y el gas en cualquier región. Véase Whatif "Relativistic Baseball" de Randal Munroe .

La aceleración es un cambio en la velocidad, y la velocidad describe tanto la rapidez como la dirección. Lo que eso significa es que un objeto (una nave espacial) puede acelerarse de tal manera que la dirección cambie constantemente, pero la velocidad no. El ejemplo más simple y más obvio es ir en círculo. Esta es una respuesta a la pregunta no solo en un sentido técnico, sino también práctico. Podría usarse para proporcionar una fuerza similar a la de la gravedad, posiblemente para que los humanos (y sus mascotas) la habiten a largo plazo.

La fuerza de la gravedad falsa dependerá de la posición, pero para ser justos, eso también es cierto para la gravedad de la tierra. Es solo que el cambio en la gravedad con la posición es tan pequeño que no lo notamos. No es del todo inconcebible que se pueda hacer una nave espacial que sea lo suficientemente grande como para que los humanos como nosotros podamos adaptarnos a cualquier diferencia de sensación en comparación con la tierra.

Entonces, ¿cómo se implementaría esto? ¿Hacer una nave espacial con un motor que haga que vaya en círculos, haciendo donas perpetuas en el espacio? Eso podría funcionar, pero una solución más probable sería una nave espacial con forma de rueda de bicicleta gigante. Si la rueda está girando, cualquier cosa dentro del neumático será empujada hacia afuera. Su comunidad de viajeros viviría en el interior del neumático, justo enfrente de la banda de rodadura. Los barcos más grandes tendrían que girar más lentamente para mantenerse en 1 g.

Estas no son mis ideas; Estoy seguro de que han sido parte de la ciencia ficción durante 100 años.

La velocidad de rotación constante (aceleración angular) puede proporcionar una gravedad simulada de 1G. No hay necesidad de una aceleración infinita (lineal) para cumplir con ese requisito.

La nave se acercaría a la velocidad de la luz... ¿Restringe esto la posibilidad de crear un entorno 1g indefinidamente en la nave? En teoría, podría acelerar indefinidamente hacia adelante, pero en incrementos cada vez más pequeños a medida que se acercaba al límite de velocidad universal de la Luz. También se volvería infinitamente más costoso en términos de masa-energía continuar acelerando aún más, y los incrementos disminuirán por debajo de 1G. Así que la respuesta es... SÍ, hay un límite, a menos que opte por la aceleración de rotación antes mencionada. Es mejor hacer espressos muy caros en la Estación Espacial Internacional en gravedad simulada.

¿Notarían los habitantes alguna diferencia entre las velocidades más lentas y las más relativistas? - No, todos los Observadores experimentan el tiempo adecuado normalmente, independientemente del marco de referencia, incluso si alcanzaron el 99,99 % de la velocidad de la Luz o si cayeron en un Agujero Negro.